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【腐蝕與防護】蘭州理工大學喇培清教授團隊：熱處理對Fe-Al滲層組織結構及其熔融氯化鹽腐蝕性能的影響

2025-04-01 17:28:01 作者：陳維鉛來源：表面技術分享至：

第一作者：陳維鉛

通信作者：喇培清教授

第一作者單位：蘭州理工大學

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2025.02.012

基金項目：甘肅省自然科學基金（23JRRF001）；甘肅省職業教育教學改革研究項目（2023gszyjy-50）

背景與意義：

近年來，隨著國家“雙碳”目標戰略的實施，新能源的開發和利用受到各級政府的重視。太陽能光熱發電技術（Concentrating Solar Power, 簡稱CSP）因其連續、穩定，輸出電力品質高，與熱能儲存結合滿足夜間發電需求，被認為最有可能替代火力發電，實現光伏、風電等多能互補運行，在大規模新能源開發利用中顯示出獨特的優勢。但較高的投入成本成為影響光熱發電規模化發展的關鍵。光熱電站建設成本中儲熱系統投入占1/5，是整個電站投入中最有可能降低的部分。氯化鹽具有更優的熱穩定性、較寬的運行溫度范圍，以及較高的比熱容和較低的黏度，并且我國儲量大、成本低廉，成為光熱發電理想的高效儲熱介質。然而，氯化鹽對合金材料具有強烈的腐蝕性，限制了其在光熱電站儲熱系統中的應用。

為探索耐氯化鹽腐蝕合金及表面防護材料，研究人員對鎳基合金、不銹鋼等高溫結構材料在氯化鹽中的腐蝕行為進行了廣泛的研究。目前，對鋼基體表面Fe-Al滲層的制備及Al₂O₃/Fe-Al復合涂層阻氚性能的研究較多，但對Fe-Al滲層熱擴散處理及其在熔融氯化鹽中腐蝕行為的研究未見報道，熱擴散處理溫度對滲層質量的影響和腐蝕機理尚不明確。為此，本實驗利用包埋滲鋁技術在310S鋼表面制備Fe-Al基金屬間化合物層，研究熱擴散溫度對滲層形貌、物相組成、硬度的影響，以期在鋼基體表面形成一定厚度、均勻致密的Fe-Al相滲層，并在熔融氯化鹽腐蝕環境中氧化形成一層致密的Al₂O₃層，阻止氯化鹽中腐蝕雜質（Cl、O、H等）原子向基體進一步擴散，從而提高基體的耐高溫氧化和耐熔融氯化鹽的腐蝕性能，為310S鋼在下一代光熱發電氯化熔鹽儲熱裝置領域的應用提供技術方案。

【關鍵詞】310S鋼；Fe-Al滲層；包埋滲鋁；熱擴散處理；氯化鹽腐蝕

圖文導讀：

引用本文：

陳維鉛, 喇培清, 許世鵬, 等. 熱處理對 Fe-Al 滲層組織結構及其熔融氯化鹽腐蝕性能的影響[J]. 表面技術, 2025, 54(2): 148-160.

CHEN Weiqian, LA Peiqing, XU Shipeng, et al. Effect of Heat Treatment on Microstructure and Corrosion Resistance of the Fe-Al Layer in Molten Chloride Salt[J]. Surface Technology, 2025, 54(2): 148-160.

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